JPH09286037A - 樹脂モールド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スライドプレート位置調整がクリティカルで
金型段取りがやりにくく作業性が悪い。位置調整によっ
て最悪の場合に連結凹部と連結凸部が干渉し破損する可
能性もある。 【解決手段】 支持ピンを保持し且つ当該支持ピンを前
記リードフレームと当該させた支持位置または前記支持
位置より僅か下側の位置とリードフレームから離間させ
た引抜位置との間で往復移動自在に設けられ上記支持位
置または前記支持位置より僅か下側の位置に移動状態で
前記金型の上金型キャビティブロックに対し胴突き状態
で当接される支持ピンを保持する可動プレートと、この
可動プレートをベースプレートに対し常時下方に付勢す
る付勢手段と、前記支持ピンを保持する可動プレートを
前記付勢手段の付勢力に抗して移動させる駆動機構と、
この駆動機構の連結プレートと上金型の可動プレートを
固着連結する手段を備えた樹脂モールド装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂注入時におい
て、その注入圧によりリードフレームが変形する事態を
防止するための支持ピンを備えた樹脂モールド装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体モールド装置においては、一般的
にトランスファモールド装置が使用されるが、これらの
装置により半導体素子を樹脂モールド成型する場合に使
用されるリードフレーム形状は、半導体素子用パッケー
ジの形式において種々異なるものである。例えば、上記
パッケージの形式としては図４（ａ）に示すように、リ
ードフレームＡの中央部に樹脂モールド部Ｂを成型する
もの（クワッド・フラット・パッケージ［ＱＦＰ］，デ
ュアル・インライン・パッケージ［ＤＩＰ］など）や、
図４（ｂ）に示すように、リードフレームＣの片側に樹
脂モールド部Ｄを成型するもの（シングル・インライン
・パッケージ［ＳＩＰ］など）がある。

【０００３】特に、図４（ｂ）のような形状のリードフ
レームＣを利用する場合には、図５に示すように、半導
体チップＥが搭載されたリードフレームＣの基端部側を
上金型１及び下金型２により挟持した状態で、それら金
型１及び２間に形成されるキャビティ３内に、リードフ
レームＣの先端側の下寄り位置に形成されたゲート４か
ら樹脂を注入（充填）する構成とされる。但し、このよ
うな構成では、注入された樹脂が、まずリードフレーム
Ｃの下側に流入して当該リードフレームＣを押上げ変形
させるという事情がある。そこで、リードフレームＣの
変形を防止するために、当該リードフレームＣの先端側
に上方から当接する支持ピン５が設けられる。

【０００４】上記のような支持ピン５は、固定式の支持
ピン５を利用する構成では、キャビティ３内への樹脂注
入が終了した時点においても当該支持ピン５の先端がリ
ードフレームＣに触れている。この為、成型後の樹脂モ
ールド部に支持ピン５による小孔が形成され、その小孔
底部はリードフレームＣが露出した状態となり半導体と
しての性能や寿命に悪影響を及ぼすので、一般的に可動
式の支持ピン５が用いられる。

【０００５】図６に、可動式の支持ピンを備えた半導体
モールド装置の従来の一例を示し説明する。図におい
て、支持ピン５は、上金型１のキャビティブロック１ａ
の上方に配置した２枚の固着された可動プレート７ａ及
び７ｂにより上下動自在に保持されている。この可動プ
レート７ｂと上金型１のベースプレート９との間に、常
時前記可動プレート７ａ及び７ｂを下方に付勢し、可動
プレート７ａをスペーサ６を介しキャビティブロック１
ａに接圧させる複数個の圧縮バネｇが設けられている。

【０００６】前記可動プレート７ｂの中央部には、モー
ルドプレス部（図示しない）の上プレート１０に設けた
直動アクチュエータ１３の駆動ロッドネジ部１３ａによ
り適性位置に調整固着された連結金具１２の連結凹部１
２ａと隙間を持ちつつ嵌合する連結凸部１１が固着され
ている。又、前記連結凸部１１は、後ろ方向に開口部が
設けられている。尚、ベースプレート９には、前記連結
凸部１１に対応する後ろ方向を開口部とした溝形状の逃
げが設けられている。

【０００７】図６は、モールドプレス部（図示しない）
の上プレート１０とスライドプレート（図示しない）の
間に金型（下金型は図示しない）を搭載する段取り状態
を示す図で、上プレート１０と上金型１のベースプレー
ト９との間に△Ａ、連結金具１２の連結凹部１２ａと△
Ｂ，△Ｃ，△Ｄ，△Ｅの隙間を持ちつつ、上金型１をス
ライドプレート上に位置決めしたところである。この
時、△Ａは金型（下金型は図示しない）を搭載する際の
作業性を考慮すると少なくとも１mm前後は必要でであ
る。この後、スライドプレートを上昇させて上プレート
１０とベースプレート９を密着させ、上金型１を上プレ
ート１０に締付けボルトなどにより固着するためには下
記の隙間が必要となる。

【０００８】 (1). △Ｂ≧△Ａ (2). △Ｃ≧△Ａ (3). △Ｄ＝０．５mm前後 (4). △Ｅ＝１．０mm前後 以上から、連結凹部１２ａと連結凸部１１の上下（支持
ピン５の作動）方向に△Ｃ＋△Ｄ＝１．５mm前後の隙間
ができることになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
では、金型段取時の上プレート１０と上金型１のベース
プレート９との隙間△Ａを必ず△Ｃ（１mm前後）以下に
する必要が有るので、 （１）スライドプレート位置調整がクリティカルで金型
段取りがやりにくく作業性が悪い。 （２）位置調整によって最悪の場合、連結凹部１２ａと
連結凸部１１が干渉し、破損する可能性もある。 又、連結凹部１２ａと連結凸部１１の上下（支持ピン５
の動作）方向に△Ｃ＋△Ｄ＝１．５mm前後の隙間ができ
るので、 （３）金型により連結凸部１１の寸法バラツキによる形
状誤差が生じるため、段取り毎に直動アクチュエータ１
３の駆動ロッドネジ部１３ａにより連結凹部１２ａの位
置調整が必要となる。 （４）長期の作業により、連結凹部１２ａと連結凸部１
１の接圧部にいわゆる「ヘタリ」が生じ、支持ピン５の
位置が変化し性能不良の原因になる。 等の問題があった。

【００１０】本発明は、金型段取りが容易で作業性が良
く、可動部に隙間がなく支持ピンを高精度に位置決め可
能な支持ピン駆動機構を有するモールドプレス部を設け
た半導体モールド装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明においては、支持ピンを保持し且つ当該支
持ピンを前記リードフレームと当該させた支持位置また
は前記支持位置より僅か下側の位置とリードフレームか
ら離間させた引抜位置との間で往復移動自在に設けられ
上記支持位置または前記支持位置より僅か下側の位置に
移動状態で前記金型の上金型キャビティブロックに対し
胴突き状態で当接される支持ピンを保持する可動プレー
トと、この可動プレートをベースプレートに対し常時下
方に付勢する付勢手段と、前記支持ピンを保持する可動
プレートを前記付勢手段の付勢力に抗して移動させる駆
動機構と、この駆動機構の連結プレートと上金型の可動
プレートを固着連結する手段を備えた樹脂モールド装置
である。すると、金型段取りが容易で作業性が良く、可
動部に隙間がなく支持ピンを高精度に位置決め可能な支
持ピン駆動機構を有するモールドプレス部を設けた半導
体モールド装置を提供できる。（請求項１） そして前記駆動機構は、サーボモータを駆動源として減
速機，駆動プーリ，タイミングベルト，従動プーリを介
してボールネジナットを回転させ、スプラインナットに
よりボールネジスプラインを回り止めとして直線運動に
変換し、ボールネジスプラインに固着された連結プレー
トと可動プレートを介して付勢手段の付勢力に打ち勝っ
て支持ピンを移動させるよう構成している。このように
構成しているので、モールドプレス部のスライドプレー
ト上に金型を搭載する際、上プレートと上金型のベース
プレート間に５〜１０mm程度の隙間を設けることができ
るため、作業が容易で破損箇所もなくなる。（請求項
２） 更には、金型段取り又は通常時に連結プレートを金型搭
載時にベースプレートを干渉しない金型段取り位置とし
て駆動機構により位置決めされ、前記可動プレートは金
型搭載時に上プレートの下面と干渉しない位置付けとし
ている。連結ボルトにより可動プレートＢと連結プレー
トを締付け固定するだけで良いため、調整箇所がなく前
述と合わせて段取り作業が容易になる。（請求項３） 或いは、前記胴突き位置を駆動機構の原点位置として胴
突き動作が原点復帰動作を兼用し、支持ピンがリードフ
レームの先端部と当接した下方の支持位置より僅か下側
の位置としている。すると、プレート面の「ヘタリ」等
による支持ピンの位置ズレもない。又、駆動機構と支持
ピン間に隙間（ガタ）がないので、サーボモータとの組
合わせにより高精度の支持ピンの位置制御が可能で、且
つ樹脂の注入状態に合わせて（例えば、注入開始時にリ
ードフレームＣの先端を僅か下げておき、注入途中で保
持位置に移動する等）支持ピンを上下に移動させる事に
より、高品質な半導体素子をモールド成型することがで
きる。（請求項４）

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１及び
２を参照して説明する。図１は金型の段取り中を示す図
で、モールドプレス部（図示しない）の上プレート３０
と上金型２１のベースプレート２９間に５〜１０mm程度
の隙間を設け、上下金型を重ねた状態でモールドプレス
部のスライドプレート（図示しない）上に搭載した状態
を示す図である。図において、上金型２１及び下金型２
２の各キャビティブロック２１ａ及び２２ａ間には、型
合わせ状態で複数のキャビティ２３（２個のみ図示）が
形成され、各キャビティ２３内には下金型２２のキャビ
ティブロック２２ａのポット部２２ｂに設けられたプラ
ンジャ２２ｃを駆動部（図示しない）により上方に押上
げ、同様に、下金型２２のキャビティブロック２２ａに
形成されたランナ部２４及びゲート２５を通して樹脂が
注入される。

【００１３】尚、上記型合わせ時には、キャビティ２３
内に半導体チップ（図示しない）が搭載されたリードフ
レームＣの基端部側が、上金型２１及び下金型２２の各
キャビティブロック２１ａ及び２２ａ間に挟持された状
態となる。

【００１４】次に複数本の支持ピン２６（通常キャビテ
ィ１個当たり１〜２本設けられ、本実施例は２本のみ図
示）は、上金型２１のキャビティブロック２１ａの上方
に固着配置された２枚の可動プレートＡ２７ａ及び可動
プレートＢ２７ｂにより保持されており、その保持状態
で前記キャビティブロック２１ａを上下に貫通して支持
ピン２６の先端がリードフレームＣの先端部に上方から
当接可能に配置されている（図２参照）。前記可動プレ
ートＡ２７ａ及び可動プレートＢ２７ｂは、支持ピン２
６を前記リードフレームＣの先端部と当接させた下方の
支持位置より僅か下側と、前記リードフレームＣの先端
部から離間させた上方の引抜位置との間で往復移動自在
に設けられ、前記支持位置に移動された状態でキャビテ
ィブロック２１ａに対し胴突き状態で当接されている。

【００１５】前記可動プレートＡ２７ａ及び可動プレー
トＢ２７ｂを介し、支持ピン２６を下方に付勢し可動プ
レートＡ２７ａをキャビティブロック２１ａに常時胴突
きさせる複数個（２個のみ図示）の圧縮バネ２８が、ベ
ースプレート２９と可動プレートＢ２７ｂ間に設けられ
ている。上プレート３０には、可動プレートＢ２７ｂま
での貫通穴３０ａが形成されると共に、この貫通穴３０
ａに可動プレートＡ２７ａ及び可動プレートＢ２７ｂを
介し、支持ピン２６を上下動作させるための駆動機構３
１が埋設されている。但し、貫通穴３０ａは後述するよ
うに、固着連結手段として複数個（２個のみ図示）の連
結ボルト４５部分は対応する逃げが設けられている。

【００１６】次に駆動機構３１の構成を説明する。貫通
穴３０ａ内にホルダ３２が挿入状態で固定されており、
このホルダ３２の上部には２個の玉軸受３３の外輪が押
え金具３４により固定されている。前記玉軸受３３の内
輪を貫通するよう配置されたボールネジナット３５は、
当該内輪に対し軸ナット３６を介して固定されており、
ボールネジナット３５上端部には従動プーリ３７が嵌着
されている。貫通穴３０ａ内にホルダ３２が挿通した状
態で配置されたボールネジスプライン３８は、ボールネ
ジナット３５及びホルダ３２の下部に嵌着したスプライ
ンナット３９により保持されており、その下端には駆動
機構３１の上下動作を伝導する連結プレート３７が可動
プレートＢ２７ｂに固着されている。

【００１７】上プレート３０の上面には、サーボモータ
４０を組付けた減速機４１がブラケット４２を介して取
付けられている。前記減速機４１の出力軸には駆動プー
リ４３が嵌着されており、この駆動プーリ４３と前記従
動プーリ３７との間にタイミングベルト４４が掛けられ
ている。段取り時において、連結プレート３７ａは、上
プレート３０の下面より僅か上方（金型搭載時にベース
プレート２９と干渉しないよう）に、「金型段取り位
置」として駆動機構３１により位置決めされており、前
記可動プレートＢ２７ｂは、圧縮バネ２８の付勢力によ
りベースプレート２９より僅か下方（金型搭載時に上プ
レート３０の下面と干渉しないよう）に位置付けされて
いる。

【００１８】図２は段取りが終了した状態を示す図で、
以下本図により説明する。図１からモールドプレス部の
スライドプレート（図示しない）を上昇させ、上プレー
ト３０と下面ベースプレート２９を密着させ金型を取付
けた後、駆動機構３１により連結プレート３７ａを下方
に移動させ可動プレートＢ２７ｂに胴突きさせた状態
で、前記複数個（２個のみ図示）の連結ボルト４５によ
り、可動プレートＢ２７ｂと連結プレート３７ａが締付
け固定される。

【００１９】以上の様な半導体モールド装置の操作につ
いて説明する。以上の構成において、段取り替えは、ま
ず図１に示すようにモールドプレス部（図示しない）の
上プレート３０と上金型２１のベースプレート２９間に
５〜１０mm程度の隙間を設け、上下金型２１，２２を重
ねた状態でモールドプレス部のスライドプレート（図示
しない）上に搭載し位置決めする。次に、スライドプレ
ートが上昇し、上プレート３０と下面ベースプレート２
９を密着させて金型を取付けた後、駆動機構３１により
連結プレート３７ａを下方に移動させ可動プレートＢ２
７ｂに胴突きさせた状態で、連結ボルト４５により可動
プレートＢ２７ｂと連結プレート３７ａを締付け固定す
る。この時、連結プレート３７ａの胴突きは、サーボモ
ータ４０を連続定格トルク（定格の２０％〜４０％程
度）で連結プレート３７ａを下降させ、現在位置がある
微少時間（０．０５〜０．２秒程度）以上変化しない
（停止した）時に検出する。

【００２０】前記胴突き位置を駆動機構３１の原点位置
として、胴突き動作が原点復帰動作を兼用する。又、胴
突き位置は、支持ピン２６がリードフレームＣの先端部
と当接した下方の支持位置より僅か下側、即ち、支持ピ
ン２６の実用下限より僅か下側の位置とする。

【００２１】次に、樹脂モールド成型について述べる。
まず、支持ピン２６をリードフレームＣの先端部から離
間した戻り位置に移動する。この状態で上下金型２１，
２２を開き、下金型２２のキャビティブロック２２ａ上
にリードフレームＣをセットする。そして予熱した樹脂
タブレット（図示しない）を下金型２２のキャビティブ
ロック２２ａのポット部２２ｂに投入して、上下金型２
１，２２の型締めを行うと同時に、支持ピン２６をリー
ドフレームＣの先端部と当接する保持位置に移動する。
次に、プランジャ２２ｃを駆動部（図示しない）により
上方に押上げ、溶融流動化した樹脂をキャビティ２３内
に注入する。この時、樹脂をリードフレームＣの先端側
の下寄り位置に形成されたゲート２５から注入するた
め、樹脂がリードフレームＣの下側に流入して当該リー
ドフレームＣを押上げ変形させようとするが、前記支持
ピン２６によりリードフレームＣの変形が防止される。

【００２２】この後、樹脂がキャビティ２３内に（キャ
ビティ２３内の全容積の８０〜９５％程度の量）注入さ
れたタイミングでサーボモータ４０を回転させる。そし
て、減速機４１，駆動プーリ４３，タイミングベルト４
４，従動プーリ３７を介してボールネジナット３５を回
転させ、スプラインナット３９によりボールネジスプラ
イン３８を回り止めして直線運動に変換し、ボールネジ
スプライン３８に固着された連結プレート３７ａと可動
プレートＡ２７ａ及び可動プレートＢ２７ｂを介し、圧
縮バネ２８に打ち勝って支持ピン２６を微少量（通常
０．０５〜０．５mm程度で、樹脂の特性により変化させ
る）上方の引抜き位置まで移動させる。更に、樹脂が注
入され支持ピン２６先端とリードフレームＣの先端側の
隙間にも樹脂が充填され、硬化後に上下金型２１，２２
を開き、樹脂モールド成型品を取り出す。

【００２３】尚、支持ピン２６の移動タイミングは、プ
ランジャ２２ｃの位置を検出する方法または注入開始後
の経過時間による方法等により決められる。次に、支持
ピン２６を保持位置に移動し、上金型２１及び下金型２
２の各キャビティブロック２１ａ及び２２ａの表面と支
持ピン２６の先端部をクリーニングする。続いて、支持
ピン２６をを戻り位置に移動する。以下、同一作業を繰
り返しモールド成型を行う。

【００２４】以上の構成によれば、段取り時に連結プレ
ート３７ａは、上プレート３０の下面より僅か上方（金
型搭載時にベースプレート２９と干渉しないよう）に、
「金型段取り位置」として駆動機構３１により位置決め
されており、可動プレートＢ２７ｂは圧縮バネ２８の付
勢力によりベースプレート２９より僅か下方（金型搭載
時に上プレート３０の下面と干渉しないよう）に位置付
けされているので、モールドプレス部のスライドプレー
ト（図示しない）上に金型を搭載する際、上プレート３
０と上金型２１のベースプレート２９間に５〜１０mm程
度の隙間を設けることができるため、作業が容易で破損
箇所も無くなる。

【００２５】次にスライドプレートが上昇し、上プレー
ト３０と下面ベースプレート２９を密着させ金型を取付
けた後、駆動機構３１により連結プレート３７ａを下方
に移動させ可動プレートＢ２７ｂに胴突きさせた状態
で、連結ボルト４５により可動プレートＢ２７ｂと連結
プレート３７ａを締付け固定するだけで良いため、調整
箇所がなく前述と合わせて段取り作業が容易になる。

【００２６】又、支持ピン２６の駆動機構３１と上金型
２１の連結が、可動プレートＢ２７ｂと連結プレート３
７ａを締付け固定する方法だから、プレート面の「ヘタ
リ」等による支持ピン２６の位置ズレもない。又、駆動
機構３１と支持ピン２６間に隙間（ガタ）がないので、
サーボモータ４０との組合わせにより高精度の支持ピン
２６の位置制御が可能で、且つ樹脂の注入状態に合わせ
て（例えば、注入開始時にリードフレームＣの先端を僅
か下げておき、注入途中で保持位置に移動する等）支持
ピン２６を上下に移動させる事により、高品質な半導体
素子をモールド成型することができる等の効果がある。

【００２７】

【発明の効果】以上本発明によれば、金型段取りが容易
で作業性が良く、可動部に隙間がなく支持ピンを高精度
に位置決め可能な支持ピン駆動機構を有するモールドプ
レス部を設けた半導体モールド装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す金型の段取り中の状態
図、

【図２】図１の段取りが終了した状態図、

【図３】図１で支持ピンをリードフレームＣ先端部から
戻り位置に移動の状態図、

【図４】（ａ）はリードフレームＡ中央部への樹脂モー
ルド部Ｂの成型図で、（ｂ）はリードフレームＣ片側へ
の樹脂モールド部Ｄの成型図、

【図５】半導体チップＥ搭載のリードフレームＣ基端部
を上下金型で挟持の状態図、

【図６】（ａ）は従来のモールドプレス部の上プレート
とスライドプレート間に金型を搭載する段取り状態図
で、（ｂ）は連結凹部と連結凸部の拡大図。

【符号の説明】

Ｃ…リードフレーム、 ２１…上金型、２
３…キャビティ、 ２６…支持ピン、２
７ａ…可動プレートＡ、 ２７ｂ…可動プレー
トＢ、２９…ベースプレート、 ３０…上プ
レート、３１…駆動機構、 ３７ａ…
連結プレート、４５…連結ボルト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対をなす金型間に形成されるキャビティ
   内にリードフレーム収納状態で樹脂注入により樹脂モー
   ルドを行うもので、樹脂注入時に前記リードフレームに
   当接してその変形を防止する支持ピンを備えた樹脂モー
   ルド装置において、前記支持ピンを保持し且つ当該支持
   ピンを前記リードフレームと当該させた支持位置または
   前記支持位置より僅か下側の位置とリードフレームから
   離間させた引抜位置との間で往復移動自在に設けられ上
   記支持位置または前記支持位置より僅か下側の位置に移
   動状態で前記金型の上金型キャビティブロックに対し胴
   突き状態で当接される支持ピンを保持する可動プレート
   と、この可動プレートをベースプレートに対し常時下方
   に付勢する付勢手段と、前記支持ピンを保持する可動プ
   レートを前記付勢手段の付勢力に抗して移動させる駆動
   機構と、この駆動機構の連結プレートと上金型の可動プ
   レートを固着連結する手段を備えたことを特徴とする樹
   脂モールド装置。
2. 【請求項２】 前記駆動機構は、サーボモータを駆動源
   として減速機，駆動プーリ，タイミングベルト，従動プ
   ーリを介してボールネジナットを回転させ、スプライン
   ナットによりボールネジスプラインを回り止めとして直
   線運動に変換し、ボールネジスプラインに固着された連
   結プレートと可動プレートを介して付勢手段の付勢力に
   打ち勝って支持ピンを移動させるよう構成した請求項１
   記載の樹脂モールド装置。
3. 【請求項３】 金型段取り又は通常時に連結プレートを
   金型搭載時にベースプレートを干渉しない金型段取り位
   置として駆動機構により位置決めされ、前記可動プレー
   トは金型搭載時に上プレートの下面と干渉しない位置付
   けした請求項１記載の樹脂モールド装置。
4. 【請求項４】 前記胴突き位置を駆動機構の原点位置と
   して胴突き動作が原点復帰動作を兼用し、支持ピンがリ
   ードフレームの先端部と当接した下方の支持位置より僅
   か下側の位置とした請求項１記載の樹脂モールド装置。